Nginx反向代理

1.简介

 

 

 

nginx是一个反向代理服务器，其启动速度极快、占用内存极少、抗高并发能力强，因此大量在互联网项目中应用。

nginx访问速度快的原因：

1.动静分离，静态资源由nginx直接进行管理，动态请求转发到后端。

2.worker中的线程是aio的（异步非阻塞），当接收到请求后会将其放入到队列中，然后继续接收新的请求。

3.可以指定master和worker之间的io多路复用模型。

 

 

2.正向代理与反向代理

 

2.1 正向代理

 

 

正向代理：代理的是客户端，服务器并不知道客户端的是通过vpn进行访问的。

 

2.2 反向代理

 

 

反向代理：代理的是服务器，客户端并不知道请求具体发送到哪个服务器中。

 

 

3.nginx的工作模型

 

 

nginx使用master和worker工作模型，一个nginx服务由一个master和多个worker进程组成。

 

3.1 master进程

master进程负责读取nginx.conf配置文件以及管理worker进程。

 

3.2 worker进程

worker进程负责处理连接和请求，且每个worker进程中维护一个线程。

 

 

4.nginx常用功能

 

4.1 通过nginx管理静态资源

location ~ \.(gif|jpg|png|js|css)$ {
    root static;
}

*使用root表示返回静态资源，root指定资源的根目录（相对于nginx安装目录）

*当匹配到此location后，会进入root指定的根目录，然后根据请求的/path访问静态资源。 

 

4.2 通过nginx进行反向代理到某个指定url

location = /baidu{
    proxy_pass  http://ip:port/adserving/baidu;
}

*使用proxy_pass表示反向代理，将用户的请求动态转发到某个url。 

*当使用了反向代理，那么对于tomcat而言用户的ip即nginx的地址，如果想要查看用户的ip，那么需要从nginx日志中查看。

 

4.3 通过nginx实现负载均衡

upstream name{
    server ip:port ;
    server ip:port ;
    server ip:port ;
}

location /path {
    proxy_pass  http://name;
}

*当使用了负载均衡，那么请求在动态转发时会携带请求的/path。 

*当使用了负载均衡集群，那么要注意集群间session的共享问题，可以将session对象放入一个公共区域，当获取session时从公共区域中查找。 

 

负载均衡策略：轮询、指定权重、对用户ip进行hash

 

1.轮询：当不指定weight时，各个服务器的权重相同，每个请求按访问时间的顺序逐一分配到各个服务器中，如果服务器发生故障，能被自动剔除。

upstream name{
    server ip:port ;
    server ip:port ;
    server ip:port ;
}

 

2.指定权重：权重与访问率成正比，如果服务器发生故障，能被自动剔除。

upstream name{
    server ip:port weight=1 ;
    server ip:port weight=2 ;
    server ip:port weight=3 ;
}

 

3.对用户ip进行hash：以元素的关键字k作为自变量，通过h(k)散列函数计算出散列值，以该散列值坐落在hash环上的位置，找到其对应处理的节点，这里的自变量就是用户的ip，如果服务器发生故障，不会自动被剔除。

upstream name{
    ip_hash ;
    server ip:port ;
    server ip:port ;
    server ip:port ;
}

*如果使用对用户ip进行hash的负载均衡策略，那么每个用户就固定访问后端的一个节点，就能避免集群间session共享问题。

 

 

5.nginx配置

 

#nginx全局配置

events {
    #event事件配置
}

http {
    #http全局配置
    server {
        #server全局配置
        #location配置
    }
}

 

5.1 nginx全局配置

nginx全局配置主要包括：运行nginx服务的所属组、 worker进程的数量、错误日志存放路径、master进程id等。

#指定运行nginx的所属组
user root;

#worker进程数量（建议cpu数量 x 核数）
work_processed 12;

#错误日志存放路径（相对于nginx安装目录）
error_log logs/error.log;

#master进程id的存放路径（相对于nginx安装目录）
pid logs/nginx.pid;

 

5.2 event事件配置

event事件配置主要包括： worker进程处理连接与请求的细节、事件驱动模型的选择等。

#设置多个worker进程接收一个新连接的方式
#当值为on时，当一个新的连接到达时，只有一个worker进程被唤醒（默认）
#当值为off时，当一个新的连接到达时，所有的worker进程都被唤醒，共同争夺这个连接。
accept_mutex on;

#设置worker进程一次是否能处理多个新的连接
#当值为on时，worker进程一次能够接收多个新的连接（默认）
#当值为off时，worker进程一次只能接收一个新的连接。
multi_accept on;

#事件驱动模型选择，可选select、poll、epoll、kqueue
use epoll;

#worker进程最大连接数（默认512）
worker_connections 1024;

 

5.3 http全局配置

http全局配置主要包括：请求的mime类型、是否允许sendfile方式传输文件、负载均衡、长连接超时时间、长连接的最大请求数。

#指定请求的mime类型，可以指定多个
types{
   text/html        html htm shtml;
   text/css         css;
   text/xml         xml;
   ......
}

#负载均衡
upstream name{
    ip:port;
    ip:port;
    ip:port;
}

#整个http服务的访问日志（相对于nginx安装目录），并且指定日志打印的格式
access_log logs/access_all.log main

#定义日志的打印格式
log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request"' '$status $body_bytes_sent "$http_referer"' '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

#设置是否允许sendfile传输文件
sendfile on;

#长连接的超时时间，若在指定时间内连接没有发送新的请求，那么该连接将会被关闭
keepalive_timeout 600s;

#长连接可发送的最大请求数，当连接累计发送的请求数到达指定大小时，连接将会被关闭
keepalive_requests 1000;

*nginx中默认使用长连接的方式，一个连接中可以发送多个请求。 

 

5.4 server全局配置

server全局配置主要包括：绑定基于域名或ip的虚拟主机、监听的tcp端口。

#绑定基于域名或者ip的虚拟主机
server_name 192.168.2.90;

#监听的tcp端口
listen 80;

#整个server的访问日志，并且指定日志打印的格式
access_log logs/192.168.2.90.access.log main;

#nginx直接返回的指定状态码直接重定向
error_page 404 500 502 /error.html

*server_name只能绑定本机的ip或者域名，不能是其他主机的。 

*error_page只适用于由nginx直接返回的状态码，不适用于转发到后端返回的状态码。

*不允许在server中定义日志的打印格式，只能使用http全局配置中定义的日志打印格式。 

 

5.5 location配置

location主要为了匹配用户访问的url，使其进入相应的逻辑处理。

location 匹配符 path{

}

 

*匹配符优先级：精确匹配 > 正则匹配（第一个符合的正则）> url最长匹配

*其中^~与不使用直接/path作用一样，都是url后缀匹配。

*access_log、error_log、pid、root都是相对于nginx的安装目录，而include是相对于conf目录。  

 

 

6.nginx访问流程

 

 

 

1.客户端向nginx发起http请求。

2.进入nginx的http模块，然后根据请求的ip与端口进入相应的server。

3.根据请求的/path匹配location，若找不到相应的location，则由nginx直接返回404状态码，否则进入相应的location进行处理。

4.日志中记录请求的相关信息。

 

 

7.nginx安装与使用

 

7.1 下载nginx安装包并解压

 

7.2 编译以及安装

#配置，指定nginx的安装目录
./configure --prefix=/usr/nginx

#编译与安装
make & make install

*nginx是由c语言进行编写的，因此需要使用gcc编译器进行编译。

 

安装成功后的目录结构：

*其中conf目录存放着nginx的相关配置文件，html目录存放nginx预定义的静态资源文件，logs目录用于存放日志，sbin目录包含nginx进程，用于启动nginx。

 

7.3 修改nginx配置文件

user  root;
worker_processes  8;
error_log  logs/error.log;
pid        logs/nginx.pid;


events {
    accept_mutex on;
    multi_accept on;
    use epoll;
    worker_connections 1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    keepalive_timeout  600s;
    keepalive_requests 1000; 

    upstream loadbalance {
       server 192.168.2.90:8080;
       server 192.168.2.91:8080;
       server 192.168.2.93:8080;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.2.90;
        access_log  logs/192.168.2.90.access.log  main;

        #精确匹配，适用于网站首页
        location = / {
            proxy_pass http://192.168.2.90:8080/web/index.html;
        }

        #匹配url，负载均衡
        location / {
            proxy_pass http://loadbalance;
        }

        #正则匹配，静态资源直接返回
        location ~ \.(gif|jpg|png|js|css)$ {
            root static;
        }

    }
 

}

 

7.4 启动nginx

*当nginx服务启动后，会启动一个master进程和多个worker进程。

 

7.5 nginx常用命令

#启动nginx，默认加载conf/nginx.conf配置文件,可以使用-c选项配置
./nginx

#检查nginx.conf配置文件
./nginx -t

#重启nginx（热部署）
./nginx -s reload

#关闭nginx
./nginx -s stop

 

 

8.keepalived实现nginx的高可用

 

由于nginx作为流量的入口，一旦nginx发生故障时则无法对外提供服务，因此需要通过keepalived实现ngixn的高可用。

keepalived是一个高可用集群的解决方案，其使用vrrp协议（virtual router redundancy protocol），其对外提供一个虚拟ip，用户的请求直接到达虚拟ip，然后进入状态为master的keepalived节点，当状态为master的keepalived节点故障时，会自动将状态为backup的keepalived节点切换为master状态。

 

 

*每个包含nginx服务的节点中都需要安装keepalived服务，并且需要自定义一个脚本去定时检测nginx的进程状态，当发现nginx故障时，及时kill掉本节点的keepalived服务。